Teknologi Sel Punca Digunakan untuk Terapi Penyakit Penurunan Fungsi Otak

Sebuah penelitian terbaru berhasil mencapai terobosan dengan menghasilkan neuron paling matang (most mature neurons). Neuron yang dihasilkan dari sel punca pluripoten terinduksi ini membuka jalan terapi transplantasi neuron pada cedera traumatis dan neurodegeneratif seperti Parkinson, Alzheimer, atau multiple sclerosis.

Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Universitas Northwestern, Amerika Serikat telah mencapai terobosan dengan menghasilkan neuron paling matang (most mature neurons) hingga saat ini. Neuron tersebut dihasilkan dari sel punca pluripoten terinduksi (induced pluripotent stem cells/iPSCs).

Kemampuan memproduksi ini merupakan kemajuan dalam membuka jalan baru untuk penelitian medis. Selain itu kemungkinan dapat digunakan untuk terapi transplantasi neuron pada beberapa kondisi seperti penyakit neurodegeneratif dan cedera traumatis.

Neuron sendiri diartikan unit dasar otak dan sistem saraf, sel yang berfungsi dalam menerima input sensorik dari dunia luar. Selanjutnya mengirimkan perintah motorik ke otot, dan untuk mengubah dan menyampaikan sinyal listrik di setiap langkah.

Dalam upaya memproduksi neuron sebelumnya dengan mengubah sel punca menjadi neuron belum menghasilkan neuron yang belum matang secara fungsional yang mirip dengan yang ada pada tahap awal perkembangan.

Pematangan terbatas yang dicapai melalui metode kultur sel induk saat ini membatasi potensi mereka untuk mempelajari degenerasi saraf.

Dalam studi yang diterbitkan dalam jurnal Stem Cell, tim peneliti menciptakan neuron matang, dengan menggunakan "molekul menari," (dancing molecules), sebuah teknik terobosan yang diperkenalkan tahun lalu oleh profesor Universitas Northwestern, Samuel I Stupp.

Tim pertama-tama membedakan iPSC manusia menjadi neuron motorik dan kortikal. Kemudian menempatkannya pada lapisan serat nano sintetik yang mengandung molekul menari yang bergerak cepat.

Tidak hanya neuron yang diperkaya lebih matang, tetapi mereka juga menunjukkan peningkatan kemampuan pensinyalan dan kemampuan percabangan yang lebih besar. Hal ini diperlukan neuron untuk melakukan kontak sinaptik satu sama lain.

Tidak seperti neuron yang berasal dari sel punca biasa yang cenderung menggumpal, neuron ini tidak menyatu, membuatnya kurang sulit untuk dipertahankan.

Dengan pengembangan lebih lanjut, para peneliti percaya neuron dewasa ini dapat ditransplantasikan ke pasien sebagai terapi yang menjanjikan untuk cedera tulang belakang serta penyakit neurodegeneratif, seperti amyotrophic lateral sclerosis (ALS), penyakit Parkinson, penyakit Alzheimer, atau multiple sclerosis.

Neuron yang matang juga menghadirkan peluang baru untuk mempelajari penyakit neurodegeneratif seperti ALS dan penyakit terkait usia lainnya dalam model in vitro berbasis culture dish. Dengan memajukan usia neuron dalam kultur seluler, peneliti dapat meningkatkan eksperimen untuk lebih memahami penyakit yang muncul belakangan.

"Ini adalah pertama kalinya kami dapat memicu pematangan fungsional tingkat lanjut dari neuron yang diturunkan iPSC manusia dengan melapisinya pada matriks sintetis," kata tim peneliti dari Universitas Northwestern, Evangelos Kiskinis.

Hal itu penting karena ada banyak aplikasi yang mengharuskan peneliti menggunakan populasi neuron yang dimurnikan. Sebagian besar laboratorium berbasis sel punca menggunakan neuron tikus atau tikus yang dikultur bersama dengan neuron yang berasal dari sel punca manusia.

"Tapi itu tidak memungkinkan para ilmuwan untuk menyelidiki apa yang terjadi pada neuron manusia karena Anda akhirnya bekerja dengan campuran sel tikus dan manusia," papar Kiskinis, asisten profesor neurologi dan ilmu saraf di Universitas Northwestern.